梗阻性黄疸大鼠血清IL-6、TNF-α 及肝脏Kuppfer 细胞CD14表达变化
2013-09-12张金敏郑世华仝巧云
张金敏,郑世华,仝巧云
(三峡大学第一临床医学院,宜昌市中心人民医院,湖北宜昌 443003)
黄疸患者免疫力低下,易发生内毒素血症、肠黏膜屏障功能障碍、肝肾功能不全甚至多器官衰竭,病死率高[1~3]。内毒素受体CD14是机体免疫反应过程中的关键因素之一,能识别血中的内毒素脂多糖(LPS)并与其结合,从而诱发免疫细胞的一系列信号转导过程,诱导IL-6、TNF-α 等细胞因子的表达,产生炎症瀑布效应[2]。2012年9月,我们建立了梗阻性黄疸(OJ)大鼠模型,观察了其血清IL-6、TNF-α水平及肝脏Kuppfer 细胞CD14的表达变化,旨在探讨黄疸性肝损伤的免疫机制。
1 材料与方法
1.1 材料 实验动物:清洁级雄性SD 大鼠60 只,体质量320~360 g,购自华中科技大学同济医学院实验动物中心。主要试剂:大鼠IL-6 和TNF-α 酶联免疫试剂盒为美国RapidBio 公司产品,兔抗大鼠CD14多克隆抗体购自武汉博士德生物工程有限公司。
1.2 动物分组及OJ 模型制作 将60 只大鼠随机分为三组各20 只,其中黄疸组术前禁食12 h、禁水4 h,3%戊巴比妥钠(60 mg/kg)腹腔注射麻醉,取剑突下正中部切口,双重结扎切断胆管,制成OJ 模型;假手术组仅开腹分离胆管,但不结扎切断;对照组不做特殊处理。
1.3 标本采集 三组均于7 d 后以3%戊巴比妥钠麻醉大鼠,以无菌注射器抽取下腔静脉血1 mL 置于无菌EP 管中,同时取1 cm ×1 cm ×1 cm 大小肝脏组织以4%多聚甲醛固定,制备石蜡切片。
1.4 血清IL-6 及TNF-α 水平测定 将下腔静脉血低温高速离心(3 000 r/min,4 ℃,10 min),取血浆,采用ELISA 法测定血清IL-6 及TNF-α 质量浓度。
1.5 肝脏Kuppfer 细胞CD14表达检测 取上述肝脏组织石蜡切片进行脱蜡、脱水处理,以1∶200的兔抗大鼠CD14多克隆抗体为一抗,以HRP 标记的羊抗兔IgG 抗体为二抗进行免疫组化检测,通过显微图像分析技术,测定CD14阳性反应物(CD14为细胞膜着色,呈棕黄色,主要表现为肝窦边缘及汇管区的星形细胞即Kuppfer 细胞阳性表达)的平均积分光密度值(IOD/area),其中IOD 为待测定区域阳性染色的积分光密度,area 为待测定区域的面积,每张切片随即选取5个视野,取其平均值。
1.6 统计学方法 采用SPSS13.0 统计软件。计量资料以±s 表示,两组间比较用成组t 检验,多组间比较采用单因素方差分析。P≤0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 三组血清IL-6 及TNF-α 水平比较 与假手术组及对照组比较,黄疸组血清IL-6 及TNF-α 水平均显著升高(P 均<0.05),前两组比较无显著差异(P>0.05)。详见表1。
2.2 三组肝脏Kuppfer 细胞CD14表达比较 黄疸组、假手术组及对照组肝脏Kuppfer 细胞CD14表达的IOD/area 依次为0.016 5±0.001 9、0.001 2±0.000 7、0.001 2±0.000 8,黄疸组显著强于后两组,P 均<0.01。详见图1。
表1 三组血清IL-6 及TNF-α 水平比较(pg/mL,±s)
表1 三组血清IL-6 及TNF-α 水平比较(pg/mL,±s)
图1 三组肝脏Kuppfer 细胞CD14表达情况
3 讨论
黄疸是胆道疾病最常见的临床表现之一,是指各种原因致肝内胆管、肝总管、胆总管等部分或全部阻塞,胆汁无法引流进入肠道而出现的临床症状。黄疸患者因易发生各种感染、胃肠道出血甚至多器官衰竭而具有较高的病死率。研究[1,3,4]表明,内毒素血症是造成黄疸患者免疫功能损伤的主要因素,黄疸时肠黏膜屏障的解剖结构和功能完整性遭到破坏,易发生肠源性细菌移位;更重要的是此时肝脏Kuppfer 细胞的免疫功能受到抑制,清除内毒素的能力下降,从而容易导致内毒素血症形成[5]。在LPS刺激下,Kuppfer 细胞发生一系列级联反应,引起机体损伤;加之炎症细胞因子过量产生,从而使机体免疫功能受损[4,6]。
IL-6 和TNF-α 是机体重要的炎性细胞因子,主要由激活的单核巨噬细胞系统产生,由于肝脏Kuppfer 细胞占网状内皮系统(RES)的90%左右,血清IL-6 和TNF-α 水平一定程度上也可反映Kuppfer 细胞受刺激的状态[7]。内毒素受体CD14是机体免疫反应过程中的关键因素之一。在肝脏CD14主要表达于Kupffer 细胞,肝细胞也有少量表达。CD14可识别血中的LPS 并与其结合引发免疫细胞的一系列信号转导过程,激活NF-κB 等转录因子,进而诱导众多炎症相关特异基因表达TNF-α、IL-6 等炎性细胞因子[3]。本研究显示,与假手术组及对照组比较,黄疸组血清IL-6 及TNF-α 均显著升高,前两组比较无显著差异。可能机制:OJ 形成可促发细胞因子的级联反应,形成所谓的“瀑布效应”;而异常升高的IL-6 和TNF-α 可与其他炎性细胞因子协同激活肝脏内的磷脂酶,分解磷脂为花生四烯酸,产生对肝细胞有毒性作用的白三烯和超氧自由基,最终导致肝细胞损伤。
Kupffer 细胞是肝脏表达CD14的主要细胞,因而大鼠肝脏组织CD14的表达变化能反映Kupffer细胞CD14表达情况。国外学者的研究[8,9]显示,OJ 时肝脏Kuppfer 细胞数量增多,且CD14表达增强,对内毒素刺激敏感性增强,可能通过一系列的信号转导促进产生和释放包括IL-6、TNF-α 在内的大量细胞因子。Miyaso 等[10]报道,黄疸时Kupffer 细胞CD14表达明显增强,并认为高表达的CD14与内毒素的刺激作用有关。LPS 既是CD14的配体又是CD14表达的激活因素,体内实验及体外研究均表明LPS 可上调Kupffer 细胞CD14的表达。资料[11~13]表明,黄疸患者存在着明显的内毒素血症,原因主要有两点:①肠道内毒素吸收增加。一方面,由于胆汁不能排入肠道,失去了胆盐对细菌繁殖的抑制作用,肠道菌群失调,细菌产生的内毒素增加。另一方面,肠黏膜屏障功能破坏,肠道通透性增加,内毒素经肠壁吸收入血增多。②内毒素清除障碍。OJ 时网状内皮系统功能障碍,主要表现为肝内Kupffer 细胞功能降低,大量入血的内毒素不能有效吞噬和降解,致使内毒素溢入体循环。因此,黄疸大鼠Kupffer细胞CD14表达增高是内毒素持续刺激的结果。本研究显示,黄疸组肝脏Kuppfer 细胞CD14表达显著强于假手术组和对照组,后两组无显著差异。提示OJ 大鼠Kupffer 细胞被激活,并介导了对内毒素的免疫及炎症反应;OJ 时大鼠Kupffer细胞CD14表达增高是内毒素持续刺激所导致,其引起炎症介质血清IL-6、TNF-α 等高表达,进而导致肝脏免疫功能受损、引发全身炎症反应。
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